CN113572837A - 基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度的方法和电网监控系统。方法包括：基于与云服务器相连的基站服务器的数量N，将云服务器的云存储单元划分为至少2N+M个存储区域；将其中任意N个存储区域作为N个第一存储库；将剩余的N+M个存储区域中的任意N个存储区域作为N个第二存储库；将其余M个存储区域作为第三存储库；对N个第一存储库中的存储区域进行实时检测，若任一个存储区域出现异常，则选择第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第一存储库，与对应的第二存储库以及对应的基站服务器进行通讯连接。采用本方法能够实现电网系统各环节数据的共享和调度，并对各基站之间的数据进行统一管理。

Description

基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度的方法和电网监控系统。

背景技术

随着社会和经济的发展以及居民对用电可靠性要求的提高，对配电网的网络结构、硬件设施以及运行管理要求也越来越高，常常需要对不同的电网基站进行电网监控，以便对电力输送过程中出现的异常问题进行精准捕捉。

传统技术中，输电、变电以及配电各个基站均单独配置有监控系统，实现各个基站数据的实时监控。但各个监控系统之间的数据不能互通，这样就形成了信息孤岛，不利于实现各环节数据有效地进行共享和调度，存在各基站之间的数据无法进行统一管理的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对电网各基站之间的监控数据进行统一管理的数据处理服务调度方法和电网监控系统。

一种基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法，所述方法包括：

云服务器基于与相连接的基站服务器的数量N，将所述云服务器的云存储单元划分为至少2N+M个存储区域，其中，N和M均为正整数；

所述云服务器将其中任意N个所述存储区域作为N个第一存储库，N个所述第一存储库分别与N个所述基站服务器一一对应并进行通讯连接，所述第一存储库用于将经由所述通讯连接所传输的电网监测数据进行存储；所述电网监测数据为输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集的电网监测数据；

所述云服务器将剩余的N+M个所述存储区域中的任意N个所述存储区域作为N个第二存储库，N个所述第二存储库与N个所述第一存储库一一对应并进行数据交互；每个所述第二存储库中存储有与相对应的第一存储库相同的电网监测数据；

所述云服务器将剩余的M个所述存储区域作为M个第三存储库；

所述云服务器对N个所述第一存储库中的存储区域进行实时检测，若N个所述第一存储库中的任一个所述存储区域出现异常，则选择所述第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第一存储库，新的第一存储库替代发生异常的存储区域，与对应的第二存储库以及对应的基站服务器进行通讯连接。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

所述云服务器，对N个所述第二存储库进行实时检测，若N个所述第二存储库中的任一个存储区域出现异常，则选择所述第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第二存储库，新的第二存储库则替代发生异常的存储区域，与对应的第一存储库进行数据交互。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

基站服务器接收由输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集，并经由对应的网关节点传输的电网监测数据；

所述基站服务器对所述电网监测数据进行分析，得到多项分析结果，并将所述分析结果上传至云服务器；

当所述分析结果中存在告警指标时，所述基站服务器根据自身存储的告警规则生成对应的告警指令和控制指令，并将所述告警指令和所述控制指令发送至对应的基站监控终端；

所述基站监控终端根据所述告警指令执行报警操作，并根据所述控制指令控制对应的输电运行终端、变电运行终端、以及配电运行终端执行相应的业务操作。

在其中一个实施例中，所述基站服务器对对应的所述电网监测数据进行分析，得到多项分析结果，包括：

所述基站服务器将所述电网监测数据输入至已训练的电网监测数据评估模型；

通过所述电网监测数据评估模型提取所述电网监测数据的多个因素特征，并计算多个因素特征的权重；

根据多个评价指标特征和对应的权重生成与所述电网监测数据对应的电网监测数据评估矩阵；

根据所述电网监测数据评估矩阵确定与所述电网监测数据对应的分析结果。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

所述基站服务器与对应的备用服务器之间进行心跳信号的交互；

当所述备用服务器判定所述基站服务器的心跳信号表征故障状态时，所述备用服务器则切换成工作状态，接替对应的所述基站服务器，实现与所述云服务器以及对应的所述网关节点的通讯连接。

在其中一个实施例中，所述输电采集终端、所述变电采集终端和所述配电采集终端与对应的所述网关节点之间通过LoRa网络进行通信；所述基站监控终端与所述输电运行终端、所述变电运行终端、所述配电运行终端之间通过LoRa网络进行通信；所述网关节点与对应的所述基站服务器之间通过光纤通讯进行通信；所述基站服务器与所述云服务器之间通过光纤通讯进行通信。

一种电网监控系统，所述系统包括云服务器、基站服务器、输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端，其中：

所述云服务器，用于基于与相连接的基站服务器的数量N，将所述云服务器的云存储单元划分为至少2N+M个存储区域，其中，N和M均为正整数；

所述云服务器，还用于将其中任意N个所述存储区域作为N个第一存储库，N个所述第一存储库分别与N个所述基站服务器一一对应并进行通讯连接，将剩余的N+M个所述存储区域中的任意N个所述存储区域作为N个第二存储库，N个所述第二存储库与N个所述第一存储库一一对应并进行数据交互；每个所述第二存储库中存储有与相对应的第一存储库相同的电网监测数据；

所述云服务器，还用于将剩余的M个所述存储区域作为M个第三存储库；对N个所述第一存储库中的存储区域进行实时检测，若N个所述第一存储库中的任一个所述存储区域出现异常，则选择所述第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第一存储库，新的第一存储库替代发生异常的存储区域，与对应的第二存储库以及对应的基站服务器进行通讯连接；

所述输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集对应的电网监测数据，并将采集的电网监测数据经由对应的网关节点传输至基站服务器；

所述基站服务器，用于将所述电网监测数据，传输至所述云服务器；所述云服务器将所述电网监测数据存储至与所述基站服务器相对应的第一存储库中。

在其中一个实施例中，所述云服务器，还用于对N个所述第二存储库进行实时检测，若N个所述第二存储库中的任一个存储区域出现异常，则选择所述第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第二存储库，新的第二存储库则替代发生异常的存储区域，与对应的第一存储库进行数据交互。

在其中一个实施例中，所述系统还包括基站监控终端，其中：

所述基站服务器，还用于对所述电网监测数据进行分析，得到多项分析结果，并将所述分析结果上传至云服务器；

所述基站服务器还用于，当所述分析结果中存在告警指标时，根据自身存储的告警规则生成对应的告警指令和控制指令，并将所述告警指令和所述控制指令发送至对应的基站监控终端；

所述基站监控终端，用于根据所述告警指令执行报警操作，并根据所述控制指令控制对应的输电运行终端、变电运行终端、以及配电运行终端执行相应的业务操作。

在其中一个实施例中，所述输电采集终端包括输电视频监控终端和输电检测终端，所述输电视频监控终端用于获取输电环节的视频信息，所述输电检测终端用于检测输电环节中的设备状态、导线状态和杆塔状态；所述变电采集终端包括变电视频监控终端和变电检测终端，所述变电视频监控终端用于获取变电环节的视频信息，所述变电检测终端用于检测变电环节中的设备状态、环境状况以及巡检机器人的运行状况；所述配电采集终端包括配电视频监控终端和配电检测终端，所述配电视频监控终端用于获取配电环节的视频信息，所述配电检测终端用于检测配电环节中的设备状态和环境状况。

上述基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法和电网监控系统，通过对云服务器的云存储单元进行分片划分，使得划分出的第一存储库与基站服务器能够进行一一对应的通讯连接，可以对各基站服务器的电网监测数据进行分片管理，当任一个第一存储库出现异常时，可避免对其它分片的第一存储库的数据造成影响，并能够及时切换待用的第三存储库作为新的第一存储库以继续收集电网监测数据。同时，有另一部分的存储单元作为第二存储库与第一存储库进行数据交互，可以实时将对应基站服务器上传的电网监测数据进行实时备存，防止数据出现丢失。这样，本申请不仅实现了各基站服务器的电网监测数据的共享和调度，能够在云服务上进行统一管理，还有效地提升了数据保存的可靠性。

附图说明

图1为一个实施例中基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法的应用环境图；

图2为一个实施例中基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法的流程示意图；

图3为一个实施例中基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法的流程示意图；

图4为一个实施例中的电网监控系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为一个实施例中基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法的应用环境图，参照图1，该数据处理服务调度方法应用于电网监控系统中。该电网监控系统包括云服务器100和基站服务器200。云服务器100与基站服务器200间通过光纤或网络进行通信。其中，云服务器100包括云存储单元110和云管理单元120。云服务器中的云存储单元110可基于与相连接的基站服务器200的数量N，将云服务器的云存储单元110划分为至少2N+M个存储区域，其中，N和M均为正整数。进而，云服务器将其中任意N个存储区域作为N个第一存储库111，N个第一存储库111分别与N个基站服务器200一一对应并进行通讯连接。其中，第一存储库111用于将经由通讯连接所传输的电网监测数据进行存储；电网监测数据为输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集的电网监测数据。云服务器100中的云管理单元120将剩余的N+M个存储区域中的任意N个存储区域作为N个第二存储库112，N个第二存储库112与N个第一存储库111一一对应并进行数据交互；每个第二存储库中存储有与相对应的第一存储库相同的电网监测数据。云服务器将剩余的M个存储区域作为M个第三存储库113。云服务器对N个第一存储库111中的存储区域进行实时检测，若N个第一存储库111中的任一个存储区域出现异常，则选择第三存储库113中的任一待用的存储区域作为新的第一存储库，新的第一存储库替代发生异常的存储区域，与对应的第二存储库以及对应的基站服务器进行通讯连接。其中，基站服务器200可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法，该方法包括以下步骤：

步骤S202，云服务器基于与相连接的基站服务器的数量N，将云服务器的云存储单元划分为至少2N+M个存储区域，其中，N和M均为正整数。

其中，云服务器中包括有云存储单元和云管理单元。其中，云存储单元用来存储电网系统的电网监测数据。云管理单元用于对云存储单元进行划分并对其工作状态进行控制。基站服务器用于将电网监测数据传输至云服务器，并对电网监测数据进行分析，同时将分析结果上传至云服务器。

具体地，云服务器可预先获取相连接的基站服务器的数量N。通过云管理单元将云存储单元划分成至少2N+M个存储区域。比如，与云服务器相连的基站服务器数量为3，将云服务器的云存储单元划分出至少2*3+M个存储区域，M为预设值，可以根据实际需要进行设置，其中M满足M≥1即可，比如，M为2，即总共有2*3+2＝8个存储区域。

步骤S204，云服务器将其中任意N个存储区域作为N个第一存储库，N个第一存储库分别与N个基站服务器一一对应并进行通讯连接，第一存储库用于将经由通讯连接所传输的电网监测数据进行存储；电网监测数据为输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集的电网监测数据。

其中，每个第一存储库分别对应一个基站服务器，并将经由通讯连接所传输的电网监测数据进行存储。电网监测数据为输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集的电网监测数据。

具体地，第一存储库与基站服务器之间通过光纤进行通讯连接，第一存储库主要将基站服务器获取的电网监测数据进行实时存储。比如，与云服务器相连的基站服务器数量为3，则将云服务器中的任意3个存储区域作为第一存储库，3个第一存储库分别与3个基站服务器进行一一对应的通讯连接，即3个基站服务器将收集的电网监测数据上传至相应的第一存储库内。

步骤S206，云服务器将剩余的N+M个存储区域中的任意N个存储区域作为N个第二存储库，N个第二存储库与N个第一存储库一一对应并进行数据交互；每个第二存储库中存储有与相对应的第一存储库相同的电网监测数据。

其中，每个第二存储库分别对应一个第一存储库，用于实时备存第一存储库从基站服务器上获取的电网监测数据。

具体地，云服务器中的云管理单元将剩余的N+M个存储区域中的任意N个存储区域划分为N个第二存储库，同时将N个第二存储库与N个第一存储库一一对应进行通信连接及数据交互，确保第二存储库中可以存储有对应的第一存储库中的所有电网监测数据。

比如，与云服务器相连的基站服务器数量为3，将云服务器中8个存储区域中的任意3个存储区域作为第一存储库，将剩余的5个存储区域中的任意3个存储区域作为第二存储库，3个第二存储库与3个第一存储库一一对应并进行数据交互，第二存储库实时收集对应第一存储库内的全部数据，以作为备用。

步骤S208，云服务器将剩余的M个存储区域作为M个第三存储库。

其中，第三存储库也由存储单元组成，用于当第一存储库出现异常时，接替第一存储库与对应的基站服务器进行通讯连接；或者，用于当第二存储库出现异常时，接替第二存储库与对应的第一存储库进行数据的交互。

具体地，第三存储库中具体存储单元的数量由云服务器中的总存储单元数量和基站服务器数量来决定。其中一个实施例中，云服务器中的存储单元为8，与云服务器相连的基站服务器数量为3，那么，用于做第三存储库的存储单元个数为2。

步骤S210，云服务器对N个第一存储库中的存储区域进行实时检测，若N个第一存储库中的任一个存储区域出现异常，则选择第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第一存储库，新的第一存储库替代发生异常的存储区域，与对应的第二存储库以及对应的基站服务器进行通讯连接。

其中，云服务器中的云管理单元负责对存储区域的工作状态进行实时检测，用于及时发现不能正常工作的存储区域，并安排第三存储库中的正常存储区域接替异常存储区域的工作。

具体地，当第一存储库中的存储区域出现异常，第三存储库的存储区域接替其进行正常工作时，会将该异常存储区域之前接收的所有电网监测数据通过与其交互的第二存储库进行收集。

其中一个实施例中，与云服务器相连的基站服务器数量为N，云管理单元对N个第一存储库分别进行实时检测，当N个第一存储库中的任一个出现异常时，则任意选择其中一个待用的第三存储库作为新的第一存储库，新的第一存储库则与对应的第二存储库以及对应的基站服务器进行通讯连接，新的第一存储库会同步将对应的第二存储库内的全部数据进行收集和保存，并实时收集对应的基站服务器上传的数据。上述基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法中，通过对云服务器的云存储单元进行分片划分，使得划分出的第一存储库与基站服务器能够进行一一对应的通讯连接，可以对各基站服务器的电网监测数据进行分片管理，当任一个第一存储库出现异常时，可避免对其它分片的第一存储库的数据造成影响，并能够及时切换待用的第三存储库作为新的第一存储库以继续收集电网监测数据。同时，有另一部分的存储单元作为第二存储库与第一存储库进行数据交互，可以实时将对应基站服务器上传的电网监测数据进行实时备存，防止数据出现丢失。这样，本申请不仅实现了各基站服务器的电网监测数据的共享和调度，能够在云服务上进行统一管理，还有效地提升了数据保存的可靠性。

在一个实施例中，该方法还包括：云服务器对N个第二存储库进行实时检测，若N个第二存储库中的任一个存储区域出现异常，则选择第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第二存储库，新的第二存储库则替代发生异常的存储区域，与对应的第一存储库进行数据交互。

其中，第三存储库中的正常存储区域用于接替第一存储库和第二存储库中任意出现异常的存储区域进行工作，以确保基站服务器与云服务器之间通讯连接的正常进行。

具体地，当第二存储库中的存储区域出现异常，第三存储库的存储区域接替其进行正常工作时，会将该异常存储区域之前接收的所有电网监测数据通过与其交互的第一存储库进行收集。

其中一个实施例中，与云服务器相连的基站服务器数量为N，云管理单元对N个第二存储库分别进行实时检测，当N个第二存储库中的任一个出现异常时，则任意选择其中一个待用的第三存储库作为新的第二存储库，新的第二存储库则与对应的第一存储库进行通讯连接，新的第二存储库会同步将对应的第一存储库内的全部数据进行收集和保存。

在其中一个实施例中，当任一个第一存储库或任一个第二存储库出现异常时，可以对异常的第一存储库或异常的第二存储库进行修复，恢复正常后，原先出现异常的第一存储库或异常的第二存储库则直接作为新的第三存储库进行待定备用，如修复不能完成，则直接在剩余的云存储单元中重新划分出一个新的存储区域并作为新的第三存储库进行待定。在其中一个实施例中，若剩余的云存储单元无法划分出新的存储区域作为第三存储库，则需要更换新的云服务器，并将新的云服务器内的云存储单元进行存储区域划分，并将原云服务器中存储的数据一一对应上传至新的对应的存储库内。

上述实施例中，任一个第二存储库出现异常时，能够及时切换待用的第三存储库作为新的第二存储库继续备份电网监测数据，可避免因不可预知原因导致第二存储库异常无法进行备份的情况，有效地提升了数据保存的可靠性。

在一个实施例中，如图3所示，该基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法，还包括以下步骤：

步骤S302，基站服务器接收由输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集，并经由对应的网关节点传输的电网监测数据。

其中，输电采集终端用于实时采集输电基站上输电环节中的各类数据。对于不同的电网监测数据，可设置不同类型的输电采集终端来进行采集。变电采集终端用于对变电基站变电环节中的各类数据进行采集。对于不同的电网监测数据，可设置不同类型的变电采集终端来进行采集。配电采集终端用于对配电基站配电环节中的各类数据进行采集。同样对于不同的电网监测数据，可设置不同类型的配电采集终端来进行采集；网关节用于将具有不同传输协议的两个网络连接在一起，网关充当网络的入口和出口点，所有数据在路由之前必须经过网关或与网关通信。网关节点用于对输、变、配电采集终端采集的数据进行处理和打包，并将其上传至对应的基站服务器。

具体地，电网系统在工作过程中，在输电、变电、配电的基站中均设有不同类型数据的采集终端，相应终端对对应基站的相关电网监测数据进行实时采集。在一个实施例中，输电采集终端采集的电网监测数据包括输出电压等参数；变电采集终端采集的电网监测数据包括变电电压等参数；配电采集终端采集的电网监测数据包括配电电压等参数。数据采集完之后，网关节点对输电采集终端、变电采集终端、配电采集终端分别采集的电网监测数据进行处理和打包，并将其传输至对应的基站服务器。

步骤S304，基站服务器对电网监测数据进行分析，得到多项分析结果，并将分析结果上传至云服务器。

其中，基站服务器用于对各采集终端采集的电网监测数据进行存储、管理和分析，并评估该数据是否在正常范围内，并对不处于正常范围的电网监测数据进行告警标示。

具体地，各基站的基站服务器调用对应的电网监测数据评估模型对获取的电网监测数据进行工作状态和环境状态分析，从而得到相应的分析结果，然后由基站服务器将分析结果上传至云服务器，以便后台工作人员可以统一在云服务器对各基站的电网监测数据进行调度和核查。

在一个实施例中，将基站服务器获取的电网监测数据输入到已训练好的电网监测数据评估模型中，进行评估后发现，该电网监测数据中反应工作状态和环境状态等的数据均不在评估模型的正常数据范围内，那么可以判断该电网监测数据对应的电网结构处于异常工作状态或者异常工作环境中，然后将该分析结果上传至云服务器中对应的第一存储库中进行数据存储。

步骤S306，当分析结果中存在告警指标时，基站服务器根据自身存储的告警规则生成对应的告警指令和控制指令，并将告警指令和控制指令发送至对应的基站监控终端；

其中，告警指标用于对超出正常范围的电网监测数据进行标示；基站监控终端用于对异常数据发出报警并控制对应的输电运行终端、变电运行终端、配电运行终端执行相应的业务操作。

具体地，将基站服务器获取的多个网关节点发送的电网监测数据与安全阈值或者历史数据进行比较，并调用对应已训练的电网监测数据评估模型对获取的电网监测数据进行工作状态和环境状态分析，若电网监测数据超出安全范围，则根据基站服务器预先设置的告警规则生成对应的告警指令和控制指令，并将告警指令和控制指令发送至对应的基站监控终端。

步骤S308，基站监控终端根据告警指令执行报警操作，并根据控制指令控制对应的输电运行终端、变电运行终端以及配电运行终端执行相应的业务操作。

其中，输电运行终端至少包括输电环境调节终端和输电设备，变电运行终端至少包括变电环境调节终端和变电设备，配电运行终端至少包括配电环境调节终端和配电设备。

具体地，报警操作可以是启动基站现场的报警装置进行语音报警、视觉报警，也可以是同步将报警信息同步上传至云服务器，并同步通过云服务器向相关的后台人员发生相应的报警信息。并且，输电运行终端、变电运行终端以及配电运行终端会基于控制指令执行相应的业务操作。

在一个实施例中，根据基站监控终端接收的告警指令，基站监控终端可控制报警装置发出对应的语音报警提示，提醒工作人员相应终端的环境状态或工作状态出现异常，请及时处理。如果是环境状态出现异常，则根据基站监控终端接收的控制指令对相应的环境调节终端进行控制，例如对空调、除湿器或风扇中的至少之一进行控制，从而可以对温度、湿度和风速中的至少之一进行调节。如果是工作状态出现异常，则根据基站监控终端接收的控制指令对相应的输电设备、变电设备或配电设备进行控制，例如对对应基站上的变压器或开关柜的启动或关闭状态进行控制。

在上述实施例中，通过搭建广域分布式的基站在线监测物联网系统，基站服务器能够高效地获取通过对应网关节点传输的电网监测数据；当分析结果中存在告警指标时，向关联绑定的基站监控终端发送告警指令和控制指令，使得基站监控终端根据控制指令向相应的输电运行终端或变电运行终端或配电运行终端发送远程控制指令，使相应的终端根据远程控制指令执行相应的操作处理，由此能够有效对实时采集的电网监测数据进行电网监测数据状态评估，有效提高基站中工作状态和环境风险的监测效率。

在一个实施例中，基站服务器对对应的电网监测数据进行分析，得到多项分析结果，包括：基站服务器将电网监测数据输入至已训练的电网监测数据评估模型；通过电网监测数据评估模型提取电网监测数据的多个因素特征，并计算多个因素特征的权重；根据多个评价指标特征和对应的权重生成与电网监测数据对应的电网监测数据评估矩阵；根据电网监测数据评估矩阵确定与电网监测数据对应的分析结果。

其中，电网监测数据评估模型可以是预先利用大量历史的电网监测数据进行学习和训练得到的，用于对输入的电网监测数据的状态是否正常进行评估。

具体地，基站服务器获取通过对应网关节点传输的电网监测数据后，使用电网监测数据评估模型对该电网监测数据进行分析，分析内容包括该电网监测数据包含的工作状态、环境状态等。在其中一个实施例中，基站服务器将电网监测数据输入至已训练的电网监测数据评估模型中，提取电网监测数据多个因素特征，例如环境状态中的温度、湿度和风速，并计算各个因素特征的权重，比如(0.3*温度+0.3*湿度+0.4*风速)，根据各个评价指标特征和对应的权重生成电网监测数据对应的电网监测数据评估矩阵，进而根据电网监测数据评估矩阵计算电网监测数据对应的分析结果，由此能够准确有效地评估得到电网监测数据对应的分析结果。

上述实施例中，基站服务器通过调用已训练的电网监测数据评估模型对获取的电网监测数据进行电网监测数据状态分析，由此能够准确有效地得到多项分析结果，从而能够实现基站的实时在线监测。

在一个实施例中，该方法还包括以下步骤：基站服务器与对应的备用服务器之间进行心跳信号的交互；当备用服务器判定基站服务器的心跳信号表征故障状态时，备用服务器则切换成工作状态，接替对应的基站服务器，实现与云服务器以及对应的网关节点的通讯连接。

其中，备用服务器为用于接替出现异常的基站服务器进行工作的服务器。

具体地，以上步骤在各基站的电网监控系统运行过程中会一直执行，当任一基站服务器发出故障状态的心跳信号时，对应的备用服务器则会马上启动，并从云服务器下载之前对应基站服务器所上传的所有数据和以及相应的工作程序，从而由备用服务器替代对应的基站服务器的工作功能，当基站服务器故障维修好之后或者更换新的基站服务器之后，备用服务器会根据心跳信号监测到基站服务器已经处于良好状态之后，则会自动停止工作，维修好的或新的基站服务器自动换成工作状态；也可以直接将维修好的或新的基站服务器直接作为备用的，直到备用服务器出现故障后，再进行替换。

在其中一个实施例中，基站服务器与对应的备用服务器之间通过RJ45(Registered Jack 45，注册插座)网线进行心跳信号的交互，RJ45网线可以在短距离传输下，提高心跳信号传输的可靠性，并降低不必要的功耗损耗。

上述实施例中，备用服务器可以提高各基站电网监控系统运行的可靠性，避免无法对电网监测数据进行及时采集和处理。

在一个实施例中，输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端与对应的网关节点之间通过LoRa网络进行通信。

其中，LoRa(Long Range Radio，远距离无线电)网络是一种远距离、低功耗、多节点、低成本、抗扰特性的适用于小数据传输的数据传输方式。

具体地，在同样的功耗条件下，LoRa网络比其他无线方式传播的距离更远，能够有效实现低功耗和远距离传输，从而可以使网关节点能够有效实时采集相应的输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端的电网监测数据。

在一个实施例中，基站监控终端与输电运行终端、变电运行终端、配电运行终端之间通过LoRa网络进行通信。

具体地，采用LoRa网络可以使基站监控终端能够有效实时对对应的输电运行终端、变电运行终端和配电运行终端的电网监测数据进行控制，提升了可靠性。

在一个实施例中，网关节点与对应的基站服务器之间通过光纤通讯进行通信。

其中，光纤通讯具有容量大、传输距离远、信号干扰小、保密性能好、传输质量佳的优点。

具体地，使用光纤通讯可以使基站服务器能够同步与多个网关节点实现数据传输和通讯，有效地提高了数据传输的可靠性。

在一个实施例中，基站服务器与云服务器之间通过光纤通讯进行通信。

具体地，使用光纤通讯可以使云服务器能够同步与多个基站服务器实现数据传输和通讯，有效地提高了数据传输的可靠性。

在上述实施例中，通过搭建广域分布式的电网系统，能够高效地获取通过多个网关节点传输的环境监测设备采集的环境监测数据，解决了各基站分布广、数量多、难以准确监测的问题；通过各基站的采集终端可以实现对各基站的环境湿度、温度和气体含量的进行实时监测，从而保障了各基站运行的可靠性，能有效降低各基站运行的风险，保障了运维人员的安全性，提高了电缆使用寿命，并且与有线式监测方式相比大幅度地降低了成本，从而能够实现电缆沟道的实时在线监测，提高电网的安全可靠性；通过建立采集终端设备与网关节点的分布式通信网络，提供了一种低成本、大区域、远距离、低功耗的无线通讯方式，能够显著延长各基站的采集终端中传感器的使用寿命，降低因频繁更换电池而产生的成本；同时在传感器和传感器之间、传感器和网关之间构建链式通信网络，能够同时解决网络构造成本和长距离传输的问题；而服务器之间、服务器与网关节点之间采用光纤通讯，可以确保大量数据的同步传输，同步结合LoRa网络和光纤通讯，不但可以提高数据传输的效率，同时还提升了数据传输的可靠性。

在一个实施例中，网关节点支持视频监控协议、物联网协议、国际视频编码标准H264和H265以及封装标准ISO/IEC 13818-1(ISO：International Organization forStandardization，国际标准化组织；IEC：International Electro technicalCommission，国际电工委员会)中的至少之一。

其中，视频监控协议包括GB28181协议(安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求)、IEC61850协议(变电站通信网络和系统协议)、ONVIF(Open NetworkVideo Interface Forum，开放网络视频接口论坛)协议以及南网PG协议(南网的一种协议)中的至少一种，物联网协议包括UDP协议(User Datagram Protocol，用户数据报协议)和TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)中的至少一种。可以想到的是，当然，网关节点还可以支持其他类型协议，在此不一一列举。

在一个实施例中，网关节点连接规约调试设备。其中，规约调试设备用于为网关节点扩展通信规约以及规约调试显示界面。

具体地，数据采集和传输支持以插件形式扩展各种未知通信规约，实现规约插件的即插即用，添加新的规约不需修改原有程序架构，只需开发新的规约插件库即可。在其中一个实施例中，网关节点连接规约调试设备，用于为网关节点扩展通信规约并提供规约调试的统一监视工具或界面，能够方便地监视指定传输通道的收发原码、报文解析、各类数据一览表、通道状态等数据，可以在线或离线进行通道原码分析、显示帧类型、帧内容翻译等。

在一个实施例中，提供了一种电网监控系统，包括：云服务器、基站服务器、输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端，其中：云服务器，用于基于与相连接的基站服务器的数量N，将云服务器的云存储单元划分为至少2N+M个存储区域，其中，N和M均为正整数；云服务器，还用于将其中任意N个存储区域作为N个第一存储库，N个第一存储库分别与N个基站服务器一一对应并进行通讯连接，将剩余的N+M个存储区域中的任意N个存储区域作为N个第二存储库，N个第二存储库与N个第一存储库一一对应并进行数据交互；每个第二存储库中存储有与相对应的第一存储库相同的电网监测数据；云服务器，还用于将剩余的M个存储区域作为M个第三存储库；对N个第一存储库中的存储区域进行实时检测，若N个第一存储库中的任一个存储区域出现异常，则选择第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第一存储库，新的第一存储库替代发生异常的存储区域，与对应的第二存储库以及对应的基站服务器进行通讯连接；输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集对应的电网监测数据，并将采集的电网监测数据经由对应的网关节点传输至基站服务器；基站服务器，用于将电网监测数据，传输至云服务器；云服务器将电网监测数据存储至与基站服务器相对应的第一存储库中。

在上述实施例中，通过对云服务器的云存储单元进行分片划分，使得划分出的第一存储库与基站服务器能够进行一一对应的通讯连接，可以对各基站服务器的电网监测数据进行分片管理，当任一个第一存储库出现异常时，可避免对其它分片的第一存储库的数据造成影响，并能够及时切换待用的第三存储库作为新的第一存储库以继续收集电网监测数据。同时，有另一部分的存储单元作为第二存储库与第一存储库进行数据交互，可以实时将对应基站服务器上传的电网监测数据进行实时备存，防止数据出现丢失。这样，本申请不仅实现了各基站服务器的电网监测数据的共享和调度，能够在云服务上进行统一管理，还有效地提升了数据保存的可靠性。

在一个实施例中，云服务器，还用于对N个第二存储库进行实时检测，若N个第二存储库中的任一个存储区域出现异常，则选择第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第二存储库，新的第二存储库则替代发生异常的存储区域，与对应的第一存储库进行数据交互。

在一个实施例中，该系统还包括基站监控终端，其中：基站服务器，还用于对电网监测数据进行分析，得到多项分析结果，并将分析结果上传至云服务器；基站服务器还用于，当分析结果中存在告警指标时，根据自身存储的告警规则生成对应的告警指令和控制指令，并将告警指令和控制指令发送至对应的基站监控终端；基站监控终端，用于根据告警指令执行报警操作，并根据控制指令控制对应的输电运行终端、变电运行终端、以及配电运行终端执行相应的业务操作。

在一个实施例中，基站服务器还用于将电网监测数据输入至已训练的电网监测数据评估模型；通过电网监测数据评估模型提取电网监测数据的多个因素特征，并计算多个因素特征的权重；根据多个评价指标特征和对应的权重生成与电网监测数据对应的电网监测数据评估矩阵；根据电网监测数据评估矩阵确定与电网监测数据对应的分析结果。

在一个实施例中，系统还包括备用服务器，基站服务器与对应的备用服务器之间进行心跳信号的交互；当备用服务器判定基站服务器的心跳信号表征故障状态时，备用服务器则切换成工作状态，接替对应的基站服务器，实现与云服务器以及对应的网关节点的通讯连接。

在一个实施例中，输电采集终端包括输电视频监控终端和输电检测终端，输电视频监控终端用于获取输电环节的视频信息，输电检测终端用于检测输电环节中的设备状态、导线状态和杆塔状态。

其中，输电视频监控终端包括各类视频终端，例如可见光摄像机、或红外热成像摄像机等视频终端；输电检测终端包括各类检测电路或传感器等，用于对输电线路开关状态、输电线路有功、无功、电压以及电流等进行检测。

在一个实施例中，变电采集终端包括变电视频监控终端和变电检测终端，变电视频监控终端用于获取变电环节的视频信息，变电检测终端用于检测变电环节中的设备状态、环境状况以及巡检机器人的运行状况。

其中，变电视频监控终端包括各类视频终端，例如可见光摄像机、红外热成像摄像机等视频终端，用于对变电站内的视频信息进行采集；变电检测终端包括各类检测电路或传感器等，用于对变电站内各设备的运行状态进行检测，以及对温湿度、水浸、门禁、风力等环境信息进行检测，还可以针对变电环节中设置的巡检机器人的运行状况以及所获取的数据进行采集。

在一个实施例中，配电采集终端包括配电视频监控终端和配电检测终端，配电视频监控终端用于获取配电环节的视频信息，配电检测终端用于检测配电环节中的设备状态和环境状况。

其中，配电视频监控终端包括各类视频终端，例如可见光摄像机、红外热成像摄像机等视频终端，用于对配电房内的视频信息进行采集；配电检测终端包括各类检测电路和传感器等，用于对配电房的环境、安防、电气设备状态等信息进行检测。这样，通过输电视频监控终端、变电视频监控终端、配电视频监控终端可以实现对输电环节、变电环节、配电环节的实时监控，获取相应环节的视频信息，从而能够直观的了解相应环节的实时工作数据，更方便操作人员对相关环节的工作数据进行追溯。同时，输电检测终端、变电检测终端、配电检测终端可以对相应输电环节、变电环节、配电环节中设备的工作状态、环境状态等进行检测，从而能够实时发现异常情况，降低因设备异常造成的损失，增加电网监控系统的可靠性。

在一个实施例中，输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端除了常规的视频监控终端和检测终端之外，还可以额外设置布控球、执法仪以及无人机等监控设备，使各基站上对应的监控终端形成互补，以实现输电、变电以及配电环节监控的全面性。

在一个实施例中，输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端与对应的网关节点之间通过LoRa网络进行通信；基站监控终端与输电运行终端、变电运行终端、配电运行终端之间通过LoRa网络进行通信；网关节点与对应的基站服务器之间通过光纤通讯进行通信；基站服务器与云服务器之间通过光纤通讯进行通信。上述电网监控系统实现对应数量的第一存储库实时收集对应的基站服务器的数据，可以对各基站的电网监测数据进行分片管理，任一个第一存储库出现异常时，可避免对其它分片的第一存储库的数据造成影响，并能够及时切换待用的第三存储库作为新的第一存储库继续收集电网监测数据，同时备有相应数量的第二存储库实时与第一存储库进行数据交互，可以实时将对应基站服务器上传的电网监测数据进行实时备存，防止数据出现丢失。该系统通过分片管理和分片备用管理，不仅实现了各基站的电网监测数据可以实现共享和调度，还有效地提升了数据保存的可靠性；而输电基站、变电基站以及配电基站分别配置有单独的网关节点、基站服务器和基站监控终端，从而可以实现各基站单独进行监控和监测数据管理；通过云服务器还能够实现各基站之间数据的共享和调度。本系统实现了分片式的管理模式，有效地提升了便利性和可靠性；此外，通过增加备用服务器，可以提升电网监控系统的可靠性，并同步结合LoRa网络和光纤通讯，不但可以提高数据传输的效率，同时还提升了数据传输的可靠性。

在一个具体的实施例中，参考图4，该电网监控系统包括：云服务器100、基站服务器200、备用服务器300、网关节点400、输电采集终端500、变电采集终端600、配电采集终端700、基站监控终端800、输电运行终端900、变电运行终端1000、配电运行终端1100、云服务器110，云服务器100又包括云存储单元110和云管理单元120，云存储单元110又包括第一存储库111、第二存储库112、第三存储库113。

其中，输电采集终端500、变电采集终端600和配电采集终端700与对应的网关节点400之间均可通过LoRa网络进行通信；基站监控终端800与输电运行终端900、变电运行终端1000和配电运行终端1100之间均可通过LoRa网络进行通信；网关节点400与对应的基站服务器200和备用服务器300之间均可通过光纤通讯进行通信；基站服务器200、备用服务器300、以及基站监控终端800分别与云服务器100之间通过光纤通讯进行通信。

上述电网监控系统具体的工作方式可参考前述实施例中的详细描述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于分片技术的电网监控系统数据处理服务调度方法，其特征在于，所述方法包括：

云服务器基于与相连接的基站服务器的数量N，将所述云服务器的云存储单元划分为至少2N+M个存储区域，其中，N和M均为正整数；

所述云服务器将其中任意N个所述存储区域作为N个第一存储库，N个所述第一存储库分别与N个所述基站服务器一一对应并进行通讯连接，所述第一存储库用于将经由所述通讯连接所传输的电网监测数据进行存储；所述电网监测数据为输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集的电网监测数据；

所述云服务器将剩余的N+M个所述存储区域中的任意N个所述存储区域作为N个第二存储库，N个所述第二存储库与N个所述第一存储库一一对应并进行数据交互；每个所述第二存储库中存储有与相对应的第一存储库相同的电网监测数据；

所述云服务器将剩余的M个所述存储区域作为M个第三存储库；

所述云服务器对N个所述第一存储库中的存储区域进行实时检测，若N个所述第一存储库中的任一个所述存储区域出现异常，则选择所述第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第一存储库，新的第一存储库替代发生异常的存储区域，与对应的第二存储库以及对应的基站服务器进行通讯连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述云服务器，对N个所述第二存储库进行实时检测，若N个所述第二存储库中的任一个存储区域出现异常，则选择所述第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第二存储库，新的第二存储库则替代发生异常的存储区域，与对应的第一存储库进行数据交互。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基站服务器接收由输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集的，并经由对应的网关节点传输的电网监测数据；

所述基站服务器对所述电网监测数据进行分析，得到多项分析结果，并将所述分析结果上传至云服务器；

当所述分析结果中存在告警指标时，所述基站服务器根据自身存储的告警规则生成对应的告警指令和控制指令，并将所述告警指令和所述控制指令发送至对应的基站监控终端；

所述基站监控终端根据所述告警指令执行报警操作，并根据所述控制指令控制对应的输电运行终端、变电运行终端、以及配电运行终端执行相应的业务操作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基站服务器对对应的所述电网监测数据进行分析，得到多项分析结果，包括：

所述基站服务器将所述电网监测数据输入至已训练的电网监测数据评估模型；

通过所述电网监测数据评估模型提取所述电网监测数据的多个因素特征，并计算多个因素特征的权重；

根据多个评价指标特征和对应的权重生成与所述电网监测数据对应的电网监测数据评估矩阵；

根据所述电网监测数据评估矩阵确定与所述电网监测数据对应的分析结果。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述基站服务器与对应的备用服务器之间进行心跳信号的交互；

当所述备用服务器判定所述基站服务器的心跳信号表征故障状态时，所述备用服务器则切换成工作状态，接替对应的所述基站服务器，实现与所述云服务器以及对应的所述网关节点的通讯连接。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述输电采集终端、所述变电采集终端和所述配电采集终端与对应的所述网关节点之间通过LoRa网络进行通信；

所述基站监控终端与所述输电运行终端、所述变电运行终端、所述配电运行终端之间通过LoRa网络进行通信；

所述网关节点与对应的所述基站服务器之间通过光纤通讯进行通信；

所述基站服务器与所述云服务器之间通过光纤通讯进行通信。

7.一种电网监控系统，其特征在于，包括云服务器、基站服务器、输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端，其中：

所述云服务器，用于基于与相连接的基站服务器的数量N，将所述云服务器的云存储单元划分为至少2N+M个存储区域，其中，N和M均为正整数；

所述云服务器，还用于将其中任意N个所述存储区域作为N个第一存储库，N个所述第一存储库分别与N个所述基站服务器一一对应并进行通讯连接，将剩余的N+M个所述存储区域中的任意N个所述存储区域作为N个第二存储库，N个所述第二存储库与N个所述第一存储库一一对应并进行数据交互；每个所述第二存储库中存储有与相对应的第一存储库相同的电网监测数据；

所述云服务器，还用于将剩余的M个所述存储区域作为M个第三存储库；对N个所述第一存储库中的存储区域进行实时检测，若N个所述第一存储库中的任一个所述存储区域出现异常，则选择所述第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第一存储库，新的第一存储库替代发生异常的存储区域，与对应的第二存储库以及对应的基站服务器进行通讯连接；

所述输电采集终端、变电采集终端和配电采集终端分别采集对应的电网监测数据，并将采集的电网监测数据经由对应的网关节点传输至基站服务器；

所述基站服务器，用于将所述电网监测数据，传输至所述云服务器；所述云服务器将所述电网监测数据存储至与所述基站服务器相对应的第一存储库中。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述云服务器，还用于对N个所述第二存储库进行实时检测，若N个所述第二存储库中的任一个存储区域出现异常，则选择所述第三存储库中的任一待用的存储区域作为新的第二存储库，新的第二存储库则替代发生异常的存储区域，与对应的第一存储库进行数据交互。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括基站监控终端，其中：

所述基站服务器，还用于对所述电网监测数据进行分析，得到多项分析结果，并将所述分析结果上传至云服务器；

所述基站服务器还用于，当所述分析结果中存在告警指标时，根据自身存储的告警规则生成对应的告警指令和控制指令，并将所述告警指令和所述控制指令发送至对应的基站监控终端；

所述基站监控终端，用于根据所述告警指令执行报警操作，并根据所述控制指令控制对应的输电运行终端、变电运行终端、以及配电运行终端执行相应的业务操作。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述输电采集终端包括输电视频监控终端和输电检测终端，所述输电视频监控终端用于获取输电环节的视频信息，所述输电检测终端用于检测输电环节中的设备状态、导线状态和杆塔状态；

所述变电采集终端包括变电视频监控终端和变电检测终端，所述变电视频监控终端用于获取变电环节的视频信息，所述变电检测终端用于检测变电环节中的设备状态、环境状况以及巡检机器人的运行状况；

所述配电采集终端包括配电视频监控终端和配电检测终端，所述配电视频监控终端用于获取配电环节的视频信息，所述配电检测终端用于检测配电环节中的设备状态和环境状况。

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